(57)【要約】【課題】  軸孔の回りに軸が配設されるプレス成形品の生産性を向上させることができるプレス成形方法及びプレス成形金型を提供する。【解決手段】  素材に成形圧力を付加させて、次工程で軸孔４が形成される基部５と先端を逃がして成形されるトラニオン軸６とが形成される第１の工程と、第１の工程で成形された仕掛け材８の基部５を打ち貫いて該基部５に軸孔４を形成しつつ、該仕掛け材８の各トラニオン軸６の先端を潰して平滑に成形する第２の工程と、が順次施されてトリポート１が形成される。従って、仕掛け材８の各トラニオン軸６の先端を平滑に加工する工程を仕掛け材８の基部５を打ち貫く工程に組み込むことが可能になり、工数が大幅に削減されて軸孔の回りに軸が配設されるプレス成形品の生産性を向上させることができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸孔の回りに軸が配設されるプレス成形品のプレス成形方法であって、素材に成形圧力を付加させて、前記軸孔が形成される基部と先端を前記軸孔の軸線に対して略直交する方向へ逃がして成形される前記軸とを形成する第１の工程と、該第１の工程により形成された仕掛け材の前記基部を打ち貫いて該基部に前記軸孔を形成しつつ、該仕掛け材の前記軸の先端を潰して平滑に形成する第２の工程と、を順次施すことを特徴とするプレス成形方法。
【請求項２】
前記第２の工程は、前記軸孔の打ち抜き動作に連動させて軸先端潰し用パンチを該軸孔の打ち貫き方向へ往復動させ、該往復動させた軸先端潰し用パンチにより前記第１の工程で得られた仕掛け材の軸の先端を潰して平滑に形成することを特徴とする請求項１に記載のプレス成形方法。
【請求項３】
上記請求項１及び２に記載のプレス成形方法に用いられるプレス成形金型であって、軸孔が形成される基部と先端を前記軸孔の軸線に対して略直交する方向へ逃がして成形される軸とを形成する第１のプレス成形金型と、該第１のプレス成形金型により成形された仕掛け材の基部を打ち貫いて該基部に前記軸孔を形成しつつ、該仕掛け材の前記軸の先端を潰して平滑に形成する第２のプレス成形金型と、で構成されることを特徴とするプレス成形金型。
【請求項４】
前記第２のプレス成形金型は、前記仕掛け材の前記基部を打ち貫いて該基部に前記軸孔を貫通させる打ち貫き用パンチと、前記仕掛け材の前記軸の先端を潰して平滑に形成させる軸先端潰し用パンチとを併せ持ち、該軸先端潰し用パンチは、前記打ち貫き用パンチの打ち貫き動作に連動して前記軸孔の打ち貫き方向へ往復動されることを特徴とする請求項３に記載のプレス成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス成形方法及びプレス成形金型に関し、特に、トリポート、スパイダ等の軸孔の回りに軸が配設されるプレス成形品のプレス成形方法及びプレス成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の駆動力伝達機構に使用されるトリポートジョイントは、同一平面内に３本のトラニオン軸が配設されるトリポートを含んで構成される。図１に示すように、該トリポート１は、軸孔４が穿設され外周面５ａが略球面状に形成された基部５に上記３本のトラニオン軸６が放射状に等配されて形成されており、素材に複数の工程のプレス成形を順次施すことで製造される。該トリポート１やスパイダ等の基部と軸とを有する部品をプレス成形する場合、金型内で軸の先端をフリーにし、成形圧力を逃がして金型の破損を防ぐ必要がある。このように、基部と軸とを有するプレス成形品の製造方法としては、特許文献１に記載の球面スパイダの製造方法がある。該特許文献１に記載の球面スパイダの製造方法は、第１工程において、被加工材（素材）を塑性加工させて胴部（基部）と当該胴部の外周面に所定中心角度で複数の突肉部（軸）とを形成し、第２工程において、被加工材の一端面から他端面まで軸孔を貫設し、第３工程において、被加工材の複数の突肉部を径方向から押圧する閉塞鍛造により、所定形状の球状部に成形し、且つ余剰肉部を軸孔側へ逃がすものである。
【０００３】
上記特許文献１に記載された球面スパイダの製造方法は、第１工程において被加工材をプレス成形して胴部（基部）と突肉部（軸）とを形成し、第３工程において突肉部（軸）の先端を押圧体（ラジアルピン）で押圧して当該突肉部（軸）の先端を成形するように構成されている。従って、該特許文献１に記載された球面スパイダの製造方法では、突肉部（軸）の先端をフリーにして成形する工程と、胴部（基部）を打ち抜いて当該胴部に軸孔を形成する工程と、先端をフリーにして成形された突肉部（軸）の先端を成形する工程とを別工程で行う必要があり、各工程間で行われるハンドリング等に時間を要し、生産性を向上させるのが困難であった。また、上記特許文献１に記載された球面スパイダの製造方法では、押圧体（ラジアルピン）を金型の開閉方向と直交する方向へ駆動させる機構が必要になり、金型が複雑な構造になることでメンテナンス性が低下すると共に設備コストが増大するといった問題がある。
【特許文献１】特開２００２−１３７０４２公報（段落番号０００９〜００２２、第２図、第４図、第７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、第１の目的は、軸孔の回りに軸が配設されるプレス成形品の生産性を向上させることができるプレス成形方法を提供することにある。また、第２の目的は、軸孔の回りに軸が配設されるプレス成形品の生産性を向上させることができるプレス成形金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、軸孔の回りに軸が配設されるプレス成形品のプレス成形方法であって、素材に成形圧力を付加させて、軸孔が形成される基部と先端を軸孔の軸線に対して略直交する方向へ逃がして成形される軸とを形成する第１の工程と、該第１の工程により形成された仕掛け材の基部を打ち貫いて該基部に軸孔を形成しつつ、該仕掛け材の軸の先端を潰して平滑に形成する第２の工程と、を順次施すことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第２の工程は、軸孔の打ち抜き動作に連動させて軸先端潰し用パンチを該軸孔の打ち貫き方向へ往復動させ、該往復動させた軸先端潰し用パンチにより第１の工程で得られた仕掛け材の軸の先端を潰して平滑に形成することを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項３に記載の発明は、上記請求項１及び２に記載のプレス成形方法に用いられるプレス成形金型であって、軸孔が形成される基部と先端を軸孔の軸線に対して略直交する方向へ逃がして成形される軸とを形成する第１のプレス成形金型と、該第１のプレス成形金型により成形された仕掛け材の基部を打ち貫いて該基部に軸孔を形成しつつ、該仕掛け材の軸の先端を潰して平滑に形成する第２のプレス成形金型と、で構成されることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、第２のプレス成形金型は、仕掛け材の基部を打ち貫いて該基部に軸孔を貫通させる打ち貫き用パンチと、仕掛け材の軸の先端を潰して平滑に形成させる軸先端潰し用パンチとを併せ持ち、該軸先端潰し用パンチは、打ち貫き用パンチの打ち貫き動作に連動して軸孔の打ち貫き方向へ往復動されることを特徴とする。
【０００９】
従って、請求項１に記載の発明では、第１の工程により、素材に成形圧力を付加させて、軸孔が形成される基部と先端を軸孔の軸線に対して略直交する方向へ逃がして成形される軸とを形成し、第２の工程により、第１の工程で形成された仕掛け材の基部を打ち貫いて該基部に軸孔を形成しつつ、該仕掛け材の軸の先端を潰して平滑に形成する。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、軸先端潰し用パンチを軸孔の打ち抜き動作に連動させて該軸孔の打ち貫き方向へ往復動させることにより、第１の工程で得られた仕掛け材の軸の先端を潰して平滑に形成する。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、第１のプレス成形金型により、軸孔が形成される基部と先端を軸孔の軸線に対して略直交する方向へ逃がして成形される軸とが形成され、また、第２のプレス成形金型により、第１のプレス成形金型で成形された仕掛け材の基部を打ち貫いて該基部に軸孔を形成しつつ、該仕掛け材の軸の先端が潰されて平滑に形成される。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、第２のプレス成形金型は、打ち貫き用パンチで仕掛け材の基部を打ち貫いて該基部に軸孔を貫通させつつ、該打ち貫き用パンチの打ち貫き動作に連動して軸孔の打ち貫き方向へ往復動される軸先端潰し用パンチで仕掛け材の軸の先端を潰して平滑に形成する。
【発明の効果】
【００１３】
軸孔の回りに軸が配設されるプレス成形品の生産性を向上させることができるプレス成形方法を提供することができる。また、軸孔の回りに軸が配設されるプレス成形品の生産性を向上させることができるプレス成形金型を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の一実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。本プレス成形方法は、図１に示すトリポート１を成形する際のプレス成形方法であって、第１のプレス成形金型２による成形工程であって、略円柱形状の素材３に成形圧力を付加させて、外周面５ａが略球面状に形成されて次工程（第２の工程）で軸孔４が形成される基部５と先端を軸孔４の軸線に対して略直交する方向（図２における紙面視左方向）へ逃がして成形されるトラニオン軸６とを形成する第１の工程と、第２のプレス成形金型７による成形工程であって、第１の工程で形成された仕掛け材８の基部５を打ち貫いて該基部５に軸孔４を形成しつつ、該仕掛け材８のトラニオン軸６の先端を潰して平滑に形成する第２の工程と、で構成されている。上記トリポート１は、トリポートジョイントを構成する主要部品の１つで、基部５の軸孔４の軸線の回りの同一平面内に３本のトラニオン軸６を具備している。
【００１５】
図２に示す第１のプレス成形金型２は、上型９と下型１０とに分割されており、上型９を下降させて下型１０と衝合させることにより、当該第１のプレス成形金型２内に成形部が形成される構造になっている。上記上型９及び下型１０には、それぞれ型開閉方向（図２における紙面視上下方向）にストローク可能な上パンチ１１及び下パンチ１２が収容されている。そして、第１のプレス成形金型２は、図２に示す下型１０に素材３がセットされた状態で上型９と下型１０とを衝合させて、衝合させた後、上パンチ１１と下パンチ１２とで素材３に成形圧力を付加させることにより、素材３が成形部内に充填されて基部５と各トラニオン軸６とが形成された仕掛け材８が得られる構造になっている。なお、第１のプレス成形金型１では、成形時に各トラニオン軸６の先端を各トラニオン軸６の軸線方向へ逃がして型当りさせない構造になっており、これにより成形部に過大な成形圧力が付加されるのを防いでいる。
【００１６】
図３及び図４に示す第２のプレス成形金型７は、上型１３と下型１４とに分割されており、上型１３を下降させて下型１４と衝合させることにより、上型１３と下型１４とで挟持された上記仕掛け材８の基部５を打ち貫きつつ該仕掛け材８の各トラニオン軸６の先端を潰して平滑に成形させる構造になっている。また、第２のプレス成形金型７は、上型１３に型開閉方向（図３及び図４における紙面視上下方向）にストローク可能な打ち貫き用パンチ１５が収容され、下型１４には該打ち貫き用パンチ１５に係合させるダイス１６が設けられている。さらに、第２のプレス成形金型７は、上型１３に型開閉方向にストローク可能な軸先端潰し用パンチ１７が収容され、下型１４には該軸先端潰し用パンチ１７に係合させるダイス１８が設けられている。また、図５に示すように、該軸先端潰し用パンチ１７の先端には、パンチストローク方向に対して角度θ（好ましくは３０°≧θ）をなす成形面１７ａが形成されている。
【００１７】
そして、上記プレス成形金型７は、プレス成形機のラムを下降させることで上型１３が下降され、上型１３と下型１４との相互の分割面が衝合された時点で、下型１４にセットされた仕掛け材８が上型１３と下型１４とで挟持される。さらにラムを下降させることにより、上型１３に収容されて上記打ち貫き用パンチ１５が装着されたスライドブロック１９がラムに連動して下降を開始し、該打ち貫き用パンチ１５が仕掛け材８の基部５を打ち貫いて当該基部５に軸孔４が形成される構造になっている。一方、軸先端潰し用パンチ１７は、基端部１７ｂが上記スライドブロック１９により押圧されて軸孔打ち抜き方向（図３及び図４における紙面視上下方向）へストロークされる。これにより、第２のプレス成形金型７では、上記打ち貫き用パンチ１５により仕掛け材８の基部５を打ち貫きつつ、軸先端潰し用パンチ１７により仕掛け材８の各トラニオン軸６の先端が軸先端潰し用パンチ１７の成形面１７ａで潰されて、図６に示すように、各トラニオン軸６の先端が平滑に成形される構造になっている。
【００１８】
次に、本プレス成形方法の作用を説明する。まず、図２に示すように、第１のプレス成形金型２の下型１０に略円柱形状の素材３がセットされた状態で、上型９と下型１０とを衝合させて当該第２のプレス成形金型２内に成形部を形成する。そして、この状態で、上パンチ１１と下パンチ１２とを成形部に向けてストロークさせて、該成形部に素材３を充填させる。これにより、基部５とトラニオン軸６とが形成された仕掛け材８が成形される。この第１のプレス成形金型２による第１の工程では、各トラニオン軸６の先端を逃がして型当りさせないようにしているため、図６の（ａ）に示すように、仕掛け材８の各トラニオン軸６は、先端が軸線と直交する断面に対して隆起された形状になっている。そして、第１のプレス成形金型２の型開き完了後、ハンドリング或いはロボット等により、仕掛け材８を当該第１のプレス成形金型２から搬出させて、図３に示すように、第２のプレス成形金型７へセットする。
【００１９】
次に、プレス成形機のラムを下降させると、まず、第２のプレス成形金型７の上型１３と下型１４の分割面が衝合されて該上型１３と下型１４とで仕掛け材８が挟持される。そして、上型１３と下型１４の分割面が衝合された後、スライドブロック１９が上記ラムに連動して下降を開始し、該スライドブロック１９に連動して打ち貫き用パンチ１５がストロークし、該打ち貫き用パンチ１５により仕掛け材８の基部５が打ち貫かれて当該基部５に軸孔４が形成される。さらに、上型１３と下型１４の分割面が衝合された後にスライドブロック１９が上記ラムに連動して下降を開始すると、軸先端潰し用パンチ１７は、基端部１７ｂがスライドブロック１９で押圧されて軸孔３の打ち抜き方向へストロークされる。これにより、仕掛け材８の各トラニオン軸６の先端は、軸先端潰し用パンチ１７の成形部１７ａにより潰されて、図６の（ｂ）に示すように、平滑に成形される。
【００２０】
なお、上型１３と下型１４とが衝合されて該上型１３と下型１４とで仕掛け材８を挟持させる動作と、打ち貫き用パンチ１５により仕掛け材８の基部５が打ち貫かれる動作及び軸先端潰し用パンチ１７により仕掛け材８の各トラニオン軸６の先端が潰される動作とは、プレス成形機のラムが１ストロークされることで行われる一連の動作である。
【００２１】
この実施の形態では以下の効果を奏する。
本プレス成形方法は、第１の工程により、素材３に成形圧力を付加させて、次工程で軸孔４が形成される基部５と先端を軸孔４の軸線に対して略直交する方向へ逃がして成形されるトラニオン軸６とが形成され、第２の工程により、第１の工程で成形された仕掛け材８の基部５を打ち貫いて該基部５に軸孔４を形成しつつ、該仕掛け材８の各トラニオン軸６の先端を潰して平滑に成形する。
従って、従来、仕掛け材８の各トラニオン軸６の先端を平滑に加工する工程は、仕掛け材８の基部５を打ち貫く工程の後に行われていたが、本プレス成形方法によれば、仕掛け材８の各トラニオン軸６の先端を平滑に加工する工程を仕掛け材８の基部５を打ち貫く工程に組み込むことが可能になり、工数が大幅に削減されて生産性を向上させることができる。
また、本プレス成形方法では、仕掛け材８の各トラニオン軸６の先端を平滑に加工する工程を仕掛け材８の基部５を打ち貫く工程に組み込むことが、仕掛け材８の基部５を打ち貫いて当該基部５に軸孔４を形成する打ち貫き用パンチ１５と仕掛け材８の各トラニオン軸６の先端を潰して平滑に成形する軸先端潰し用パンチ１７とを併せ持つ第２のプレス成形金型７により実施可能とした。
さらに、第２のプレス成形金型７は、軸先端潰し用パンチ１７を軸孔４の打ち抜き方向（打ち貫き用パンチ１５のストローク方向）へストロークさせて、当該軸先端潰し用パンチ１７の先端に形成された成形部１７ａにより仕掛け材８の各トラニオン軸６の先端を潰して平滑に成形させるので、従来のプレス成形金型で採用されていた、パンチ（ラジアルピン等）を軸孔４の打ち抜き方向（打ち貫き用パンチ１５のストローク方向）と直交する方向へストロークさせてトラニオン軸６の先端を平滑に成形させる機構を廃止することができる。これにより、プレス成形を簡素化且つ小型化することができ、設備コストを削減することができる。
また、第２のプレス成形金型７は、軸先端潰し用パンチ１７の先端の成形部１７ａを当該軸先端潰し用パンチ１７のストローク方向に対して３０°≧θの角度θを付与して形成したので、しごきカスが発生しない信頼性の高い成形を行うことが可能になる。
【００２２】
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施の形態では、プレス成形品の一例としてトリポート１を挙げたが、軸孔４の回りに軸が配設されるプレス成形品であれば、例えば十字継手の構成部品であるスパイダ等であってもよい。
第１のプレス成形金型２は、素材３から基部５とトラニオン軸６とが形成された仕掛け材８を成形することができる機能を備えたものであれば、その構造は限定しない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】トリポートの斜視図である。
【図２】第１の工程の説明図である。
【図３】第２の工程の説明図であって、特に、下型に仕掛け材がセットされた状態を示す図である。
【図４】第２の工程の説明図であって、特に、プレス成形機のラムの下降端位置における状態を示し、打ち貫き用パンチにより仕掛け材の基部が打ち貫かれ、且つ軸先端潰し用パンチにより仕掛け材の各トラニオン軸の先端が潰された状態を示す図である。
【図５】軸先端潰し用パンチの成形部を示す図である。
【図６】本実施の形態の説明図であって、（ａ）は仕掛け材における各トラニオン軸の先端の形状を示す図で、（ｂ）は第２の工程（軸先端潰し用パンチ）により成形された後の各トラニオン軸の先端の形状を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１        トリポート（プレス成形品）
２        第１のプレス成形金型
３        素材
４        軸孔
５        基部
６        トラニオン軸（軸）
７        第２のプレス成形金型
８        仕掛け材
１５      打ち貫き用パンチ
１７      軸先端潰し用パンチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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